面向大规模定制的Web零件库的研究

3 零件本体的应用

    企业零件族中的零件相似族相当于本体，则以事物特性表进行描述的具体零件为对应的实例。

    3.1 本体建模工具和操作语言的选择

    根据对不同本体描述语言的支持，也可以简单地将本体开发工具分为基于人工智能(Aritificial Intelligence，AI)的本体开发工具和基于Web的本体开发工具两种。基于AI的本体开发工具包括Onto lingua和OntoSaurus等，基于Web的本体开发工具包括 Protégé和OntoEdit等。Protégé是一个开放源代码工具，完全用Java实现。它实现了可视化本体编辑；支持多重集成，并能对数据进行一致性检查；具有很强的可扩展性；输出格式灵活多样，包括可扩展标记语言(eXtensible Markup Language，XML)、资源描述框架(模式)(Description Framework(Schema)，RDF(S))、OIL(ontology interface layer)、美国国防部高级研究计划局Agent标记语言(DARPA Agent Markup Language，DAML)、DAML+OIL和Web本体描述语言(Web Onto logy Language，OWL)等；支持数据库存储本体和实例。Protégé基本上成为国内外众多本体研究机构的首选工具。事实上，目前几乎所有国外开发的本体建模工具都不支持中文本体，而选择开放源代码的Protégé有利于解决该问题。

    Protégé适用于可视化创建本体，这是建立在Frame基础上的，但是在具体的工程应用中，并不适合作为本体库、实例库动态添加和编辑的工具。WebParts中使用由HP实验室Semantic Group开发的Jena对基于RDF(S)、DAML+OIL和OWL的本体进行操作。Jena实际上是一组Java应用程序接口(Application Programming Interface，API)，能够用来创建和操纵本体对象。Jena用对象类来表示图、resource、property和literal，用于表达后三者的接口分别叫做Resource，Property和Literal，而图被表示为一个model。Jena也是开放源代码的。

    ISO于2004年2月正式推荐OWL来描述本体。OWL具有3个子语言——OWL Lite，OWLDL和OWL Full。前者分别为后者的子集，OWLDL可以支持推理。WebParts使用OWL Full来表达本体和关联本体。Protégé和Jena 都支持OWL描述的本体。

    3.2 零件本体库的构建

    首先使用Protégé建立一个零件初始本体库，以OWL文件保存本体。本体库具有良好的开放性，在后续阶段可以使用Jena API来读写本体库。

    为了降低本体库建立的工作量和难度，零件本体仅描述零件的名称和简介，不对零件族提供关于功能、结构特征的本体描述，因此对于企业通用件仅建立一个通用件的大类。图6为利用Protégé建立初始本体库的界面。

图6 本体库建立界面

    3.3 零件关联本体库的实现和本体库的扩展

    零件关联本体库的构造和零件本体库的扩展是在Web零件库的应用中逐步实现的。

    企业创建通用零件族时，输入零件族节点的名称和说明，然后根据需要进行零件族节点的语义特征描述。其基本流程如图7所示。

图7 零件本体库扩展和关联本体库实现的流程